BR102018073550B1

BR102018073550B1 - HYDRAULIC UNIT WITH PUMPS PARALLEL TO THE PNEUMATIC CYLINDER CONNECTED TO A SERVO MOTOR AND ITS USE

Info

Publication number: BR102018073550B1
Application number: BR102018073550-0A
Authority: BR
Inventors: Ércio Miguel Nema
Original assignee: Drausuisse Brasil Comércio E Locação De Unidades Hidráulicas Inteligentes S.A.
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2023-07-11

Abstract

UNIDADE HIDRÁULICA COM BOMBAS PARALELAS AO CILINDRO PNEUMÁTICO LIGADO A SERVO MOTOR E SEU USOHYDRAULIC UNIT WITH PUMPS PARALLEL TO THE PNEUMATIC CYLINDER CONNECTED TO A SERVO MOTOR AND ITS USE

Description

INTRODUCTION

[0001] A presente patente de invenção refere-se a uma unidade hidráulica, com dimensões compactas, para bombear óleo hidráulico sob pressão, pelo fato das bombas estarem posicionadas paralelas ao cilindro pneumático, cujo ponto a destacar é o uso de ar comprimido combinado com o servo motor, capaz de atuar como bomba hidráulica e acumulador de pressão, proporcionando redução do volume do óleo do reservatório, economia de energia elétrica, redução e estabilidade de temperatura do óleo, somado ao baixo ruído e, portanto, eliminando diversos problemas limitantes das unidades hidráulicas convencionais. A unidade hidráulica também é capaz de gerar até quatro diferentes pressões, sendo uma para cada câmara hidráulica.[0001] The present invention patent refers to a hydraulic unit, with compact dimensions, for pumping hydraulic oil under pressure, due to the fact that the pumps are positioned parallel to the pneumatic cylinder, the point of which to highlight is the use of compressed air combined with the servo motor, capable of acting as a hydraulic pump and pressure accumulator, providing a reduction in the volume of oil in the reservoir, saving electrical energy, reducing and stability of oil temperature, added to low noise and, therefore, eliminating several problems limiting the conventional hydraulic units. The hydraulic unit is also capable of generating up to four different pressures, one for each hydraulic chamber.

APPLICATION FIELD

[0002] A presente invenção tem o seu campo de aplicação voltado para movimentação dos atuadores hidráulicos na grande maioria das máquinas e equipamentos que operam com óleo hidráulico.[0002] The present invention has its field of application aimed at moving hydraulic actuators in the vast majority of machines and equipment that operate with hydraulic oil.

FUNDAMENTALS OF THE TECHNIQUE

[0003] As bombas hidráulicas convencionais utilizadas nas unidades hidráulicas podem ser classificadas em quatro modelos, que são: Pistão , Engrenagem, Palheta e Parafuso, sendo que em todas elas, independentemente do modelo, existe o contato de metal com metal das partes móveis de bombeamento, e as vedações são feitas pelo próprio óleo que está sendo bombeado, que forma uma película na folga mecânica do sistema que, na verdade, é classificado como vazamento, reduzindo a eficiência, que acaba se agravando pelo desgaste gerado pelo atrito constante das partes metálicas móveis.[0003] Conventional hydraulic pumps used in hydraulic units can be classified into four models, which are: Piston, Gear, Vane and Screw, and in all of them, regardless of the model, there is metal-to-metal contact of the moving parts of pumping, and the seals are made by the oil being pumped, which forms a film in the mechanical clearance of the system which, in fact, is classified as a leak, reducing efficiency, which ends up being worsened by the wear generated by the constant friction of the parts mobile metal.

[0004] É de conhecimento dos técnicos no assunto que as unidades hidráulicas convencionais potencializam e controlam uma determinada força, que possibilita de forma fácil o controle e movimento dos atuadores hidráulicos e que apresentam funções específicas para as máquinas industriais, como, por exemplo, prensas, bem como geração de energia, mineração e equipamentos siderúrgicos. Estas unidades hidráulicas podem ser equipadas com trocadores de calor para reduzir a alta temperatura do óleo, em que a elevação da temperatura, por muitas das vezes, é gerada pelo próprio óleo, uma vez que a recirculação do óleo é constante para o tanque, quando os atuadores hidráulicos estão em repouso. Ainda assim, as unidades hidráulicas apresentam motores elétricos que são acoplados às bombas hidráulicas, que realizam o trabalho de bombeamento do óleo do reservatório das mesmas. Estas unidades hidráulicas geralmente são de grande porte e bombeiam óleo para o sistema em regime contínuo, mesmo quando os atuadores hidráulicos estão em repouso, o que resulta em vibração, ruído e aquecimento do óleo.[0004] It is known to those skilled in the art that conventional hydraulic units enhance and control a certain force, which allows the control and movement of hydraulic actuators to be easily controlled and which have specific functions for industrial machines, such as, for example, presses. , as well as power generation, mining and steel equipment. These hydraulic units can be equipped with heat exchangers to reduce the high temperature of the oil, in which the rise in temperature, in many cases, is generated by the oil itself, since the recirculation of the oil is constant to the tank, when the hydraulic actuators are at rest. Even so, hydraulic units have electric motors that are coupled to hydraulic pumps, which perform the work of pumping oil from their reservoir. These hydraulic units are generally large and pump oil into the system continuously, even when the hydraulic actuators are at rest, which results in vibration, noise and oil heating.

PROBLEMS TO BE SOLVED

[0005] Abaixo são listados alguns limitantes das unidades hidráulicas convencionais:[0005] Below are listed some limitations of conventional hydraulic units:

[0006] Ruído - gerado em função do contato das partes metálicas durante os movimentos realizados, necessários para realizar o bombeamento, que tendem a aumentar à medida que se desgastam.[0006] Noise - generated due to the contact of metal parts during the movements carried out, necessary to perform pumping, which tend to increase as they wear out.

[0007] Temperatura elevada - temperatura alta devido ao fato de a bomba deslocar um volume de óleo muito maior do que realmente é utilizado e ao fato de fazer o óleo recircular para o reservatório, ininterruptamente. Isso não concede ao sistema tempo suficiente para o resfriamento, o que normalmente é feito aumentando a capacidade do reservatório ou adicionando dispositivos para troca de calor.[0007] High temperature - high temperature due to the fact that the pump displaces a much larger volume of oil than is actually used and the fact that it recirculates the oil to the reservoir, uninterruptedly. This does not give the system enough time to cool down, which is typically done by increasing the reservoir capacity or adding heat exchange devices.

[0008] Consumo de energia elétrica - nos modelos convencionais a bomba hidráulica funciona initerruptamente, mesmo quando os atuadores hidráulicos estão em repouso.[0008] Electrical energy consumption - in conventional models the hydraulic pump works uninterruptedly, even when the hydraulic actuators are at rest.

[0009] Assim, os motores elétricos utilizados nas unidades hidráulicas conhecidas permanecem ligados 100% do tempo e quando os atuadores hidráulicos estão em repouso, a bomba hidráulica continua bombeando o óleo e uma válvula de segurança, ou uma válvula direcional, direciona o óleo que não está sendo utilizado de volta ao reservatório, consumindo energia elétrica sem realizar nenhum trabalho.[0009] Thus, the electric motors used in known hydraulic units remain on 100% of the time and when the hydraulic actuators are at rest, the hydraulic pump continues pumping the oil and a safety valve, or a directional valve, directs the oil that it is not being used back in the reservoir, consuming electrical energy without doing any work.

[0010] Liberação de partículas sólidas - resíduos que se desprendem entre as partes metálicas. O desgaste decorrente do atrito constante, em alta rotação, produz a liberação de partículas sólidas que são liberadas diretamente no circuito, o que muitas vezes causam diversos problemas como, por exemplo:[0010] Release of solid particles - residues that come off between metal parts. Wear resulting from constant friction, at high speed, produces the release of solid particles that are released directly into the circuit, which often causes several problems, such as:

[0011] Entupimento dos filtros que utilizam malhas bem fechadas, com o objetivo de reter estas partículas menores que, se passarem pelo filtro, poderão causar danos nas válvulas direcionais e muito mais se forem proporcionais.[0011] Clogging of filters that use tightly closed meshes, with the aim of retaining these smaller particles which, if they pass through the filter, could cause damage to the directional valves and much more if they are proportional.

[0012] O entupimento dos filtros também gera um aumento de pressão hidráulica no sistema, pois a bomba terá que fazer mais força para passar pela malha do filtro e este aumento de pressão intensifica o aumento da temperatura do óleo e também aumenta o consumo de energia elétrica.[0012] Clogging of the filters also generates an increase in hydraulic pressure in the system, as the pump will have to exert more force to pass through the filter mesh and this increase in pressure intensifies the increase in oil temperature and also increases energy consumption electrical.

[0013] Aumento da folga entre as partes móveis da bomba, o que acaba reduzindo a eficiência do bombeamento, gerando vazamentos cada vez maiores entre as partes móveis, e tendo como consequência a queda de pressão que, rapidamente, chega a um nível que a bomba não mais consegue gerar a pressão de trabalho, até o ponto de necessitar de uma manutenção corretiva, para substituição de componentes da bomba, e muitas vezes até troca da bomba inteira.[0013] Increased clearance between the moving parts of the pump, which ends up reducing pumping efficiency, generating increasingly larger leaks between the moving parts, and resulting in a pressure drop that quickly reaches a level that the The pump is no longer able to generate working pressure, to the point of requiring corrective maintenance, replacing pump components, and often even replacing the entire pump.

[0014] Volume do reservatório de óleo hidráulico - o aumento da capacidade volumétrica dos reservatórios de óleo, das unidades hidráulicas convencionais, é consequência de todos os problemas citados nos pontos acima, que tem como objetivo reduzir a temperatura do óleo para tentar aumentar a vida útil das vedações, que são as partes mais afetadas da temperatura elevada, que traz como consequência os vazamentos e queda de eficiência na pressão e volume deslocado.[0014] Volume of the hydraulic oil reservoir - the increase in the volumetric capacity of the oil reservoirs, of conventional hydraulic units, is a consequence of all the problems mentioned in the points above, which aims to reduce the temperature of the oil to try to increase the life of seals, which are the parts most affected by high temperatures, which results in leaks and a drop in efficiency in terms of pressure and displaced volume.

[0015] Cubagem da unidade - as bombas por serem alinhadas verticalmente, ou seja, no mesmo eixo do cilindro pneumático têm dimensões bastante avantajadas, o que limita a sua aplicação em locais de áreas amplas e pé direito alto.[0015] Unit cabling - the pumps, because they are aligned vertically, that is, on the same axis as the pneumatic cylinder, have very large dimensions, which limits their application in places with large areas and high ceilings.

STATE OF THE TECHNIQUE

[0016] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre a matéria em apreço, como a US5261810A, depositado em 16/09/1992 e publicado em 16/11/1993, intitulado “SISTEMA DE FECHAMENTO E LIMPEZA”, que consiste em um fuso de esferas que aciona o movimento axial de avanço e retorno de um êmbolo hidráulico, montado no mesmo eixo axial, que tem a função de succionar e bombear óleo.[0016] The current state of the art anticipates some patent documents that deal with the matter in question, such as US5261810A, filed on 09/16/1992 and published on 11/16/1993, entitled “CLOSING AND CLEANING SYSTEM”, which consists of a ball screw that drives the axial forward and return movement of a hydraulic piston, mounted on the same axial shaft, which has the function of suction and pumping oil.

[0017] O documento acima citado funciona como uma bomba de pistão, que é composto por um êmbolo com haste passante nas duas faces, sendo que em uma delas está fixada a porca do fuso de esferas, se limitando apenas a bombear o óleo.[0017] The aforementioned document works as a piston pump, which is composed of a plunger with a through rod on both sides, with the ball screw nut fixed on one of them, limited only to pumping the oil.

[0018] O outro documento, US6079797A, depositado em 12/02/1999 e publicado em 27/06/2000 intitulado, “BOMBA DUPLA DE AÇÃO BOLA DE PARAFUSO”, que apresenta uma construção mecânica diferente da anterior, mas, da mesma forma, é composto por um fuso de esferas que está montado no mesmo eixo axial, de um só pistão, que se movimenta em função da rotação do fuso de esferas.[0018] The other document, US6079797A, filed on 02/12/1999 and published on 06/27/2000 entitled, “BOLT BALL ACTION DOUBLE PUMP”, which presents a mechanical construction different from the previous one, but, in the same way , is composed of a ball screw that is mounted on the same axial axis, with a single piston, which moves depending on the rotation of the ball screw.

[0019] O documento acima descreve um sistema que funciona como uma bomba de pistão, composto pela porca do fuso de esferas, que está fixada em uma das extremidades da haste do pistão e, quando o fuso gira, o que ocorre em ambos os sentidos, o pistão também se movimenta no sentido axial, realizando o trabalho de sucção de óleo e bombeamento, sendo que todo o conjunto se encontra alinhado no mesmo eixo.[0019] The document above describes a system that works as a piston pump, composed of the ball screw nut, which is fixed to one end of the piston rod and, when the screw rotates, which occurs in both directions , the piston also moves in the axial direction, performing the work of oil suction and pumping, with the entire assembly aligned on the same axis.

OBJECTIVES OF THE INVENTION

[0020] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica com bombas hidráulicas paralelas ao cilindro pneumático ligado ao fuso de esfera, o qual opera em conjunto com um servo motor, o que a torna mais compacta e potente, possibilitando sua aplicação no bombeamento de óleo hidráulico em máquinas e equipamentos que utilizam a força hidráulica. Principalmente aqueles que estejam localizados em espaços físicos reduzidos.[0020] The objective of the present invention is to propose a hydraulic unit with hydraulic pumps parallel to the pneumatic cylinder connected to the ball screw, which operates in conjunction with a servo motor, which makes it more compact and powerful, enabling its application in pumping. of hydraulic oil in machines and equipment that use hydraulic power. Especially those that are located in small physical spaces.

[0021] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica capaz de operar com um reservatório de óleo de menor volume, uma vez que o cilindro pneumático trabalha mergulhado neste fluido. A expansão do ar comprimido reduz a temperatura do cilindro pneumático e dissipa o calor do óleo hidráulico.[0021] The objective of the present invention is to propose a hydraulic unit capable of operating with a smaller volume oil reservoir, since the pneumatic cylinder works immersed in this fluid. The expansion of compressed air reduces the temperature of the pneumatic cylinder and dissipates heat from the hydraulic oil.

[0022] Assim, é possível eliminar o sistema de circulação constante do óleo para o tanque, conhecido como “ventagem”, que é uma recirculação contínua do óleo bombeado para o reservatório nos momentos em que os atuadores hidráulicos estão em repouso.[0022] Thus, it is possible to eliminate the system of constant circulation of oil to the tank, known as “venting”, which is a continuous recirculation of the oil pumped to the reservoir at times when the hydraulic actuators are at rest.

[0023] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica cujas duas bombas operam com as camisas móveis nas respectivas hastes hidráulicas, possibilitando assim a obtenção de quatro diferentes pressões.[0023] The objective of the present invention is to propose a hydraulic unit whose two pumps operate with movable sleeves on the respective hydraulic rods, thus making it possible to obtain four different pressures.

[0024] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica capaz de eliminar o contato de metal com metal, que é o atrito entre as partes móveis da bomba, responsável pela geração do ruído do sistema de bombeamento, seja a bomba de Pistão, Palhetas, Engrenagens ou Parafuso.[0024] It is the objective of the present invention to propose a hydraulic unit capable of eliminating metal-to-metal contact, which is the friction between the moving parts of the pump, responsible for generating noise from the pumping system, be it the Piston pump, Vanes, Gears or Screw.

[0025] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica capaz de eliminar os vazamentos de óleo, que são causados pela alta temperatura do óleo, que resseca as vedações e gera vibração que, somado à uma vedação deficiente, resulta em vazamentos que são constantes nos sistemas convencionais.[0025] It is the objective of the present invention to propose a hydraulic unit capable of eliminating oil leaks, which are caused by the high temperature of the oil, which dries out the seals and generates vibration which, added to a poor seal, results in leaks that are constant in conventional systems.

[0026] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica capaz de separar as partes metálicas móveis, que se movimentam, utilizando elementos de vedações e mancais auto lubrificantes permanentes.[0026] It is the objective of the present invention to propose a hydraulic unit capable of separating movable metal parts, which move, using sealing elements and permanent self-lubricating bearings.

[0027] É objetivo da presente invenção, propor uma unidade hidráulica capaz de reduzir expressivamente o ruído no ambiente de trabalho, proporcionando ao usuário um ambiente mais confortável.[0027] The objective of the present invention is to propose a hydraulic unit capable of significantly reducing noise in the work environment, providing the user with a more comfortable environment.

SUMMARY OF THE INVENTION

[0028] A unidade hidráulica reivindicada, de construtividade compacta, tem seu funcionamento baseado na utilização de ar comprimido que aciona um cilindro pneumático, posicionado no entremeio de duas bombas em paralelo, o qual está acoplado a um fuso de esferas, por sua vez conectado a um servo motor, que perfaz movimentos rotativos alternados com a finalidade de movimentar ciclicamente, para baixo e para cima, duas camisas hidráulicas, que possuem duas câmaras hidráulicas, separadas por um êmbolo hidráulico com haste passante fixada em mancais fixos, onde quem se movimenta são as camisas hidráulicas e não as hastes, como acontece na maioria das bombas. O movimento das camisas tem a função de sugar o fluido do reservatório de óleo e bombeá-lo com pressão para dentro de acumuladores de pressão hidráulica que ficam disponíveis para utilização, quando necessário, permitindo o deslocamento de grandes volumes de óleo de uma só vez, a fim de atender a demanda em determinadas fases do ciclo de trabalho de máquinas e equipamentos que operam com óleo hidráulico.[0028] The claimed hydraulic unit, of compact construction, operates based on the use of compressed air that drives a pneumatic cylinder, positioned between two pumps in parallel, which is coupled to a ball screw, in turn connected to a servo motor, which performs alternating rotary movements with the purpose of cyclically moving, up and down, two hydraulic sleeves, which have two hydraulic chambers, separated by a hydraulic piston with a through rod fixed in fixed bearings, where whoever moves These are the hydraulic liners and not the rods, as is the case in most pumps. The movement of the liners has the function of sucking the fluid from the oil reservoir and pumping it under pressure into hydraulic pressure accumulators that are available for use, when necessary, allowing the displacement of large volumes of oil at once, in order to meet the demand in certain phases of the work cycle of machines and equipment that operate with hydraulic oil.

[0029] O ar comprimido no cilindro pneumático combinado com a atuação do servo motor, gera um somatório de forças favoráveis a eficácia da unidade hidráulica compacta.[0029] The compressed air in the pneumatic cylinder combined with the actuation of the servo motor, generates a sum of forces favorable to the effectiveness of the compact hydraulic unit.

ADVANTAGES OF THE INVENTION

[0030] Em suma, a presente invenção apresenta como vantagens mais preponderantes: - Versatilidade - a interface, com os equipamentos que a unidade hidráulica irá usar, é automática e o reconhecimento é feito hidraulicamente com o sistema hidráulico conectado na máquina, portanto não utilizando a eletrônica para esta interface; - Economia - economia de até 85% de energia elétrica; - Conforto termo-acústico; - Usabilidade - pode ser aplicada em locais de área e pé-direito reduzidos; - Independência - não precisa de equipamentos auxiliares para refrigeração do óleo hidráulico; - Sustentabilidade - não gera resíduos metálicos; utiliza 90% menos óleo hidráulico; vedação eficiente (óleo trabalha a temperatura menor) e a unidade não bombeia quando os atuadores estão em repouso.[0030] In short, the present invention presents the following preponderant advantages: - Versatility - the interface, with the equipment that the hydraulic unit will use, is automatic and the recognition is done hydraulically with the hydraulic system connected to the machine, therefore not using the electronics for this interface; - Economy - savings of up to 85% of electrical energy; - Thermo-acoustic comfort; - Usability - can be applied in places with reduced area and ceiling height; - Independence - does not need auxiliary equipment to cool the hydraulic oil; - Sustainability - does not generate metal waste; uses 90% less hydraulic oil; efficient sealing (oil works at a lower temperature) and the unit does not pump when the actuators are at rest.

DESCRIPTION OF FIGURES

[0031] A invenção será, a seguir, descrita em sua forma de realização, sendo que, para melhor entendimento, referências serão feitas aos desenhos anexos, no qual estão representadas: FIGURA 1: Vista em corte da unidade hidráulica com bombas paralelas ao cilindro pneumático ligado a servo motor; FIGURA 2: Detalhe ampliado da válvula unidirecional da unidade hidráulica com bombas paralelas ao cilindro pneumático ligado a servo motor.[0031] The invention will now be described in its embodiment, and for better understanding, references will be made to the attached drawings, in which they are represented: FIGURE 1: Sectional view of the hydraulic unit with pumps parallel to the cylinder pneumatic connected to servo motor; FIGURE 2: Enlarged detail of the unidirectional valve of the hydraulic unit with pumps parallel to the pneumatic cylinder connected to a servo motor.

DETAILED TECHNICAL DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0032] A UNIDADE HIDRÁULICA COM BOMBAS PARALELAS AO CILINDRO PNEUMÁTICO LIGADO A SERVO MOTOR refere-se a uma unidade hidráulica (U) multifuncional, composta por duas bombas (1 e 2) hidráulicas posicionadas em paralelo, entremeadas por um cilindro pneumático (3), cuja haste está acoplada a um fuso de esferas (4) ligada a um servo motor (5), de forma que o ar comprimido e o referido servo motor (5) somam forças para deslocar para cima e para baixo duas camisas (6E e 6D) hidráulicas, montadas em paralelo e interligadas de forma solidária entre si, por meio de uma peça que tem a haste (7) do cilindro pneumático (3) nela fixada, sendo que tais camisas (6E e 6D) hidráulicas se movimentam verticalmente sobre as hastes (8E, 8E’ e 8D, 8D’), fixas, de dois pistões num ritmo apropriado ao bombeamento, de acordo com o sentido de rotação do servo motor (5). As hastes (8E, 8E’ e 8D, 8D’) dos pistões das bombas (1 e 2) hidráulicas são fixadas em mancal (9S) rolamentado e base (9I) e possuem um êmbolo (10E e 10D) hidráulico que separa uma câmara hidráulica superior (11E e 11D) e uma câmara hidráulica inferior (12E e 12D) das camisas (6E e 6D) hidráulicas, sendo que em cada extremidade das hastes (8E, 8E’ e 8D, 8D’) dos pistões existe um furo roscado (13 e 13’ e 14 e 14’) para a passagem do óleo que vem das câmaras hidráulicas superiores (11E e 11D), das câmaras hidráulicas inferiores (12E, e 12D), e passam por uma válvula unidirecional (V1 e V2) de retenção hidráulica inferior, esquerda e direita, para saída de óleo, que direciona o óleo pressurizado até um acumulador de pressão hidráulica (15E e 15D), e uma segunda válvula unidirecional (V3 e V4) de retenção hidráulica superior, esquerda e direita, recebe o óleo sugado do reservatório (16), e na saída de cada acumulador de pressão hidráulica (15E e 15D) existe um furo roscado (17E e 17D) para fixação da mangueira hidráulica que alimentará a máquina ou equipamento com óleo pressurizado. Ao preencher todos os pontos que necessitam de óleo, ou quando os atuadores estiverem estáticos, o sistema de bombeamento é automaticamente interrompido e se mantem atuando como um acumulador de pressão hidráulica (15E e 15D) e recomeça a bombear no momento em que houver utilização de óleo através de algum movimento.[0032] THE HYDRAULIC UNIT WITH PUMPS PARALLEL TO THE PNEUMATIC CYLINDER CONNECTED TO A SERVO MOTOR refers to a multifunctional hydraulic unit (U), composed of two hydraulic pumps (1 and 2) positioned in parallel, interspersed with a pneumatic cylinder (3) , whose rod is coupled to a ball screw (4) connected to a servo motor (5), so that the compressed air and said servo motor (5) add forces to move up and down two shirts (6E and 6D) hydraulic, mounted in parallel and interconnected in a solid manner with each other, by means of a piece that has the rod (7) of the pneumatic cylinder (3) fixed to it, and such hydraulic liners (6E and 6D) move vertically over the rods (8E, 8E' and 8D, 8D'), fixed, of two pistons at an appropriate rate for pumping, according to the direction of rotation of the servo motor (5). The rods (8E, 8E' and 8D, 8D') of the pistons of the hydraulic pumps (1 and 2) are fixed in a bearing (9S) and base (9I) and have a hydraulic piston (10E and 10D) that separates a chamber upper hydraulic chamber (11E and 11D) and a lower hydraulic chamber (12E and 12D) of hydraulic liners (6E and 6D), and at each end of the piston rods (8E, 8E' and 8D, 8D') there is a threaded hole (13 and 13' and 14 and 14') for the passage of oil that comes from the upper hydraulic chambers (11E and 11D), from the lower hydraulic chambers (12E, and 12D), and passes through a unidirectional valve (V1 and V2) lower, left and right hydraulic retention valve, for oil outlet, which directs the pressurized oil to a hydraulic pressure accumulator (15E and 15D), and a second unidirectional valve (V3 and V4) for upper, left and right hydraulic retention, receives the oil sucked from the reservoir (16), and at the outlet of each hydraulic pressure accumulator (15E and 15D) there is a threaded hole (17E and 17D) for fixing the hydraulic hose that will supply the machine or equipment with pressurized oil. When filling all the points that require oil, or when the actuators are static, the pumping system is automatically interrupted and continues acting as a hydraulic pressure accumulator (15E and 15D) and resumes pumping when oil is used. oil through some movement.

[0033] Mais particularmente, a unidade hidráulica (U) reivindicada compreende duas bombas (1 e 2) hidráulicas que trabalham em paralelo, tendo entre elas, numa posição central, um cilindro pneumático (3), que trabalha mergulhado no reservatório (16) de óleo, onde o bombeamento é feito por meio do deslocamento das camisas (6E e 6D) hidráulicas das bombas (1 e 2) hidráulicas, que deslizam sobre as hastes (8E, 8E’ e 8D, 8D’) dos pistões hidráulicos, que são estáticos e fixados em mancal (9S) rolamentado e base (9I), devidamente apoiados, onde o óleo é sugado do reservatório de óleo (16) como resultado do movimento das camisas (6E e 6D) hidráulicas, seja na subida ou na descida, e ao mesmo tempo que suga o óleo empurra um certo volume para dentro de um acumulador de pressão hidráulica (15E ou 15D).[0033] More particularly, the claimed hydraulic unit (U) comprises two hydraulic pumps (1 and 2) that work in parallel, having between them, in a central position, a pneumatic cylinder (3), which works immersed in the reservoir (16) of oil, where pumping is done through the displacement of the hydraulic liners (6E and 6D) of the hydraulic pumps (1 and 2), which slide over the rods (8E, 8E' and 8D, 8D') of the hydraulic pistons, which They are static and fixed to a bearing (9S) and base (9I), properly supported, where the oil is sucked from the oil reservoir (16) as a result of the movement of the hydraulic liners (6E and 6D), whether ascending or descending. , and at the same time as it sucks the oil it pushes a certain volume into a hydraulic pressure accumulator (15E or 15D).

[0034] O movimento de bombeamento tem início com a energização do equipamento e a liberação do ar comprimido para alimentar o cilindro pneumático (3) da unidade hidráulica (U). Ao detectar a baixa pressão hidráulica e ausência de óleo dentro dos acumuladores de pressão hidráulica (15E ou 15D), o pressostato (18) comanda automaticamente a partida do servo motor (5) que está fixado no mancal (9S) rolamentado e faz girar o fuso de esferas (4) que desloca as camisas (6E e 6D) hidráulicas das bombas (1 e 2) hidráulicas , que estão interligadas e solidárias entre si, por meio de uma peça (19) que tem na face superior a porca do fuso de esferas (4) e na outra face a haste (7) do cilindro pneumático (3).[0034] The pumping movement begins with energizing the equipment and releasing compressed air to feed the pneumatic cylinder (3) of the hydraulic unit (U). When detecting low hydraulic pressure and absence of oil inside the hydraulic pressure accumulators (15E or 15D), the pressure switch (18) automatically starts the servo motor (5) which is fixed to the bearing (9S) and rotates the ball screw (4) that moves the hydraulic liners (6E and 6D) of the hydraulic pumps (1 and 2), which are interconnected and integral with each other, by means of a piece (19) that has the spindle nut on the upper face of balls (4) and on the other side the rod (7) of the pneumatic cylinder (3).

[0035] Quando o fuso de esferas (4) gira em sentido horário, as camisas (6E e 6D) hidráulicas das bombas (1 e 2) hidráulicas começam a se deslocar para cima, deslizando nas hastes (8E e 8D) hidráulicas, onde um êmbolo (10E e 10D) hidráulico separa a câmara hidráulica superior (11E e 11D) da câmara hidráulica inferior (12E e 12D), que ao se movimentar começa a comprimir um volume de óleo que está em repouso na câmara hidráulica Inferior (12E e 12D) que ao receber a força aplicada nesta área, começa a forçar a passagem do óleo através da haste hidráulica inferior (8E’ e 8D’), onde através do orifício hidráulico inferior (13’ e 14’) força a abertura da válvula unidirecional (V1 e V2) de retenção hidráulica inferior e é armazenado no interior do acumulador de pressão hidráulica (15D e 15D), que começa a ser enchido.[0035] When the ball screw (4) rotates clockwise, the hydraulic liners (6E and 6D) of the hydraulic pumps (1 and 2) begin to move upwards, sliding on the hydraulic rods (8E and 8D), where a hydraulic piston (10E and 10D) separates the upper hydraulic chamber (11E and 11D) from the lower hydraulic chamber (12E and 12D), which, when moving, begins to compress a volume of oil that is at rest in the Lower hydraulic chamber (12E and 12D) which upon receiving the force applied in this area, begins to force the passage of oil through the lower hydraulic rod (8E' and 8D'), where through the lower hydraulic orifice (13' and 14') it forces the opening of the one-way valve (V1 and V2) of lower hydraulic retention and is stored inside the hydraulic pressure accumulator (15D and 15D), which begins to be filled.

[0036] Ao mesmo tempo em que a câmara hidráulica inferior (12E e 12D) é esvaziada pela força que está sendo aplicada pelo servo motor (5) em conjunto com o cilindro pneumático (3), o êmbolo (10E e 10D) hidráulico começa a sugar o óleo do reservatório de óleo (16), que passa pelo filtro de sucção (20 e 21) superior, esquerdo e direito, forçando a abertura da válvula unidirecional (V3 e V4) de retenção hidráulica superior, esquerda e direita, onde através do furo roscado (13 e 14) superior passa por dentro da haste hidráulica superior (8E e 8D), chegando até a câmara hidráulica superior (11E e 11D).[0036] At the same time that the lower hydraulic chamber (12E and 12D) is emptied by the force being applied by the servo motor (5) in conjunction with the pneumatic cylinder (3), the hydraulic piston (10E and 10D) starts to suck the oil from the oil reservoir (16), which passes through the upper, left and right suction filter (20 and 21), forcing the opening of the upper, left and right hydraulic retention unidirectional valve (V3 and V4), where through the upper threaded hole (13 and 14) it passes into the upper hydraulic rod (8E and 8D), reaching the upper hydraulic chamber (11E and 11D).

[0037] Quando o fuso de esferas (4) gira no sentido horário, puxando as camisas (6E e 6D) hidráulicas das bombas (1 e 2) hidráulicas para cima, a válvula direcional pneumática (V5) direciona o ar comprimido para a câmara pneumática inferior (22) e o cilindro pneumático (3) começa a fazer força para cima, auxiliando o fuso de esferas (4) na geração de força.[0037] When the ball screw (4) rotates clockwise, pulling the hydraulic liners (6E and 6D) of the hydraulic pumps (1 and 2) upwards, the pneumatic directional valve (V5) directs the compressed air to the chamber pneumatic cylinder (22) and the pneumatic cylinder (3) begins to force upwards, assisting the ball screw (4) in generating force.

[0038] Quando o cilindro pneumático (3) chegar no fim de curso de subida, um sinal elétrico irá comandar a mudança no sentido de rotação do servo motor (5), de sentido horário para anti-horário e ao mesmo tempo comandará a mudança de posição da válvula direcional pneumática (V5), que agora direciona o ar comprimido para a câmara pneumática superior (23), que começará a deslocar as camisas hidráulicas das bombas (1 e 2) hidráulicas para baixo, aplicando toda a força somada do servo motor (5) com o cilindro pneumático (3) no óleo que está em repouso na câmara hidráulica superior (11E e 11D), empurrando o óleo através do furo de comunicação superior (24 e 25), fazendo com que ele passe por dentro da haste (8E e 8D) hidráulica superior e conduzido até a válvula unidirecional (V3 e V4) de retenção hidráulica superior, esquerda e direita, através do orifício hidráulico superior (13 e 14) e levado para dentro do acumulador de pressão hidráulica (15E e 15D) onde permanecerá até o momento de ser utilizado.[0038] When the pneumatic cylinder (3) reaches the end of the upward stroke, an electrical signal will command the change in the direction of rotation of the servo motor (5), from clockwise to counterclockwise and at the same time will command the change position of the pneumatic directional valve (V5), which now directs the compressed air to the upper pneumatic chamber (23), which will begin to move the hydraulic liners of the hydraulic pumps (1 and 2) downwards, applying all the combined force of the servo engine (5) with the pneumatic cylinder (3) in the oil that is at rest in the upper hydraulic chamber (11E and 11D), pushing the oil through the upper communication hole (24 and 25), causing it to pass inside the upper hydraulic rod (8E and 8D) and led to the one-way valve (V3 and V4) of upper, left and right hydraulic retention, through the upper hydraulic orifice (13 and 14) and taken into the hydraulic pressure accumulator (15E and 15D) where it will remain until it is used.

[0039] Ao chegar no fim de curso de descida do cilindro pneumático (3), haverá o comando de reversão do sentido de rotação do servo motor (5) e da válvula direcional pneumática (V5) e, assim, alternando sucessivamente num processo de bombeamento de óleo que continuará até o momento em que os acumuladores de pressão hidráulica (15E e 15D) estiverem completamente cheios.[0039] Upon reaching the end of the downward stroke of the pneumatic cylinder (3), there will be a command to reverse the direction of rotation of the servo motor (5) and the pneumatic directional valve (V5) and, thus, alternating successively in a process of oil pumping that will continue until the hydraulic pressure accumulators (15E and 15D) are completely filled.

[0040] Quando o manômetro hidráulico (26) registrar a pressão máxima programada no sistema, o pressostato (18) será acionado e comandará a desenergização da válvula direcional pneumática (V5) e também do servo motor (5) e, desta forma, as bombas (1 e 2) hidráulicas permanecerão em repouso, porem mantendo o sistema pressurizado, eliminando a circulação de óleo para que o mesmo não aqueça.[0040] When the hydraulic pressure gauge (26) registers the maximum pressure programmed in the system, the pressure switch (18) will be activated and will command the de-energization of the pneumatic directional valve (V5) and also the servo motor (5) and, in this way, the Hydraulic pumps (1 and 2) will remain at rest, however, keeping the system pressurized, eliminating the circulation of oil so that it does not heat up.

[0041] A “UNIDADE HIDRÁULICA COM BOMBAS PARALELAS AO CILINDRO PNEUMÁTICO LIGADO A SERVO MOTOR”, é eletronicamente inteligente e ficará monitorando as atividades da máquina que está utilizando esta invenção, e quando um de seus atuadores hidráulicos começar a se movimentar haverá a utilização de um certo volume de óleo, que sairá dos acumuladores de pressão hidráulica (15E e 15D) e consequentemente uma queda de pressão hidráulica, que será registrada pelo manômetro hidráulico (26) e acionará o pressostato (18), que irá comandar a continuidade do funcionamento do servo motor (5), que voltará a girar no mesmo sentido que estava anteriormente e mudará a posição da válvula direcional pneumática (V5) para a mesma posição anterior e, desta forma, dando continuidade ao processo de bombeamento, que será interrompido toda vez que os atuadores chegarem em fim de curso, e tendo como consequência a redução no volume de óleo utilizado, bem como redução do consumo de energia elétrica e diminuição da temperatura do óleo hidráulico.[0041] The “HYDRAULIC UNIT WITH PUMPS PARALLEL TO THE PNEUMATIC CYLINDER CONNECTED TO A SERVO MOTOR”, is electronically intelligent and will monitor the activities of the machine that is using this invention, and when one of its hydraulic actuators begins to move, a a certain volume of oil, which will come out of the hydraulic pressure accumulators (15E and 15D) and consequently a drop in hydraulic pressure, which will be registered by the hydraulic pressure gauge (26) and will activate the pressure switch (18), which will command the continuity of operation of the servo motor (5), which will rotate again in the same direction as before and change the position of the pneumatic directional valve (V5) to the same previous position and, in this way, continuing the pumping process, which will be interrupted every time until the actuators reach their end of stroke, resulting in a reduction in the volume of oil used, as well as a reduction in electrical energy consumption and a decrease in the temperature of the hydraulic oil.

Claims

1) Compact multifunctional hydraulic unit (U) characterized by comprising: a first hydraulic pump (1) comprising a hydraulic jacket (6D), a hydraulic pressure accumulator (15D) and two hydraulic chambers (11D, 12D); a second hydraulic pump (2) comprising a hydraulic jacket (6E), a hydraulic pressure accumulator (15E), and two hydraulic chambers (11E, 12E); a pneumatic cylinder (3) positioned between the first pump (1) and the second pump (2); a ball screw (4) connected to a servo motor (5); an oil reservoir (16); one-way lower hydraulic check valves (V1, V2); top hydraulic check one-way valves (V3, V4); a pressure switch (18); a hydraulic pressure gauge (26); and a pneumatic directional valve (V5), in which the rod (7) of the pneumatic cylinder (3) is coupled to the ball screw (4) so that the compressed air and the servo motor (5) add forces to move upwards and downwards the two hydraulic liners (6D, 6E).

2) Compact multifunctional hydraulic unit (U), according to claim 1, characterized in that the pneumatic cylinder (3) works immersed in the oil reservoir (16) forming a cooling system.

3) Compact multifunctional hydraulic unit (U), according to claim 1, characterized in that the hydraulic pressure accumulator (15D, 15E) receives oil from the rods (8D, 8D', 8E, 8E') of the pistons of the hydraulic pumps (1, 2), the respective movable hydraulic liners (6D, 6E), the hydraulic pistons (10D, 10E) and the hydraulic chambers (11D, 11E, 12D, 12E) through the one-way lower hydraulic check valves (V1, V2 ), left and right, and the upper hydraulic check valves (V3, V4), right and left, which suck oil from the reservoir (16).

4) Compact multifunctional hydraulic unit (U), according to claim 1, characterized in that in the oil pumping process, the command for reversing the direction of rotation of the servo motor (5) and the pneumatic directional valve (V5) at the end the downward stroke of the pneumatic cylinder (3) occurs successively alternately.

5) Compact multifunctional hydraulic unit (U), according to claim 3, characterized in that said reversal command continues until the moment when the hydraulic pressure accumulators (15D, 15E) are completely filled.

6) Use of the hydraulic unit (U) as defined in any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that it is for moving hydraulic actuators that operate with hydraulic oil.

7) Use, according to claim 5, characterized by the fact that no metallic waste is generated.

8) Use, according to claim 5, characterized by generating savings of up to 85% of electrical energy.

9) Use, according to claim 5, characterized by the fact that no auxiliary equipment is used to cool the hydraulic oil.